Leagăn (leagăn)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
夕 暮 れ の ブ ラ ン コ に 乗 る 二人 の 少女 8190107.jpg
Fetiță pe leagăn
leagăn dublu pentru copii

Balansoarul este un joc tipic de grădină bazat pe o mișcare oscilatorie transmisă de copil independent cu picioarele sau prin apăsarea unui actor extern instrumentului, constând de obicei dintr-un suport de diferite tipuri (scândură de lemn, scaun, anvelopă) atârnat de un suport aerian prin cabluri, lanțuri sau alte conexiuni inflexibile, cum ar fi țevile.

Acest tip de leagăn constă dintr-un scaun fixat de o structură prin intermediul unor corzi sau suporturi rigide, astfel încât să constituie un pendul . Corzile sunt conectate la cele două capete ale scaunului, astfel încât leagănul să poată oscila într-o singură direcție . Un exemplu tipic este o scândură de lemn agățată de o ramură de copac . Acest tip de leagăn, precum și un joc, este folosit ca un fel de canapea în aer liber, de exemplu o grădină sau o verandă .

Miscarea

Oricine stă pe leagăn îl poate mișca în două moduri: împingând picioarele pe pământ sau legând picioarele în apropierea extremelor unghiului de leagăn. Alternativ, o a doua persoană, poziționată în general în spatele scaunului, poate oferi tracțiunea necesară. Înainte de a atinge unghiul stării de echilibru (ales în mod arbitrar de oricine folosește leagănul), forța utilizată funcționează parțial transformată în energie ( energie cinetică sau energie potențială gravitațională în funcție de momentul luat în considerare) stocată în leagănul sistemului. Odată ce unghiul de funcționare a fost atins, o forță mică este suficientă pentru a compensa fricțiunea aerului și a suporturilor rigide. Prin încetarea aplicării forței , energia cinetică stocată de sistem este transformată în căldură, dispersându-se prin frecare cu aerul și cu suporturile.

Perioada și rezonanța parametrică

Trebuie remarcat faptul că este firesc să împingeți leagănul cu o perioadă care coincide cu cea a leagănului leagănului. În acest fel, cu cantități mici de forță care depășesc cele de frecare, este posibil să se mărească considerabil unghiul de oscilație. În acest caz, (care coincide de obicei cu realitatea) se spune că sistemul se află în rezonanță parametrică . În formule, pentru oscilații mici, ecuația diferențială care trebuie rezolvată este:

unde este:

Amplitudinea oscilațiilor în funcție de pulsația forțării
  • m este masa sistemului în mișcare;
  • b este coeficientul de frecare vâscoasă;
  • ω 0 este viteza unghiulară , proporțională cu frecvența , a oscilatorului natural (și este legată de frecvența f = ω / 2π și de perioada T = 1 / f a oscilației văzută ca un pendul );
  • ω este viteza unghiulară a forței de forțare (forța exercitată cu mișcarea picioarelor);
  • φ este faza forțării.

Pentru perioade mari, soluția coincide cu atractivul ecuației, astfel încât x ( t ) va fi:

cu

numită amplitudinea atrăgătorului. Studiind această funcție, ne dăm seama că numitorul este minim (și, în consecință, A este maxim), când ω este aproape de ω 0 . De fapt, când:

funcția A ( ω ) își asumă valoarea maximă:

În cazurile în care fricțiunea vâscoasă este neglijabilă, amplitudinea devine apoi:

Prin urmare, leagănul se bazează pe fenomenul rezonanței. În special, fiind capabil să dea o forță cu o frecvență unghiulară astfel încât să maximizeze amplitudinea atractivului cu acțiunea mișcării picioarelor, este posibilă amplificarea amplitudinii oscilațiilor de oscilație.

Menținerea axei de oscilație

În oscilațiile sale, leagănul menține, la fel ca toate pendulele, mișcarea pe același plan, acest lucru se datorează conservării impulsului de -a lungul axei perpendiculare pe planul mișcării și, în principal, faptului că leagănul este un pendul doi -sârmă.

Elemente conexe

Alte proiecte

Controlul autorității LCCN (EN) sh85131263 · GND (DE) 4352380-8